一种城市内河弯曲河道防侵蚀护岸结构布局与构建方法

1.本发明属于城市园林绿化及河道环境治理建设技术领域，主要涉及一种城市内河弯曲河道防侵蚀护岸结构布局与构建方法。


背景技术：

2.弯曲河流广泛存在于城市河流之中，它具有两个典型的特点：迂回曲折的外形和蜿蜒蠕动的动态特征。在自然界，弯曲河流往往包括凹岸和凸岸。
3.河道中曲线流动的水流对凹岸的冲击力大，侵蚀剧烈，对岸边植被及土壤会带来破坏；另一方面，凸岸受到的冲击力较小，水流速度减慢，对岸边植被及土壤的作用表现为淤积，泥沙会在此日益沉淀，空间得越来越宽广。因此，在弯曲河道市政工程中应当根据河道不同的方位，并依据水利工程学原理因地制宜地进行科学规划和合理治理才能促使城市内河水力演变对自然的影响力减小到最低程度，并成为人们可以利用的资源。
4.传统的河道治理技术多涉及城市内河的污染物控制(如cn101293722a、cn101948213b)，河岸堤防生态景观防护系统(如cn114108558a、cn202111410289)，以及城市内河水量水质改善或优化调控方法(cn110598936a、cn111333197a、cn111815498a)等，且多是针对直线型河流，而针对弯曲河流的河岸河岸治理及生态建设技术文献较少，这给城市内河弯曲河道的生态治理及环境保护带来实际困难。尤其是近年来，人们对自然保护和生态友好认识的日益深入，打造绿水青山、追求人与自然和谐的呼声与日俱增，构建以生物多样性保护和水土保持功能为主导，肩负生态、美化、环保等多种功能的生态修复型河岸的建设越来越受到重视和推崇。它以不影响河岸自然生态功能为前提，兼顾生境保护和创造优美自然景观，把易受人类干扰和水力影响的弯曲河岸修复成为水体与土体生态互依、水体与生物互利共生的友好地带，在为人类打造和维持洁净水环境的同时，又可创造优美宜人、逸闲康养的滨水景观。


技术实现要素：

5.发明目的：本发明型所要解决的技术问题是针对现有弯曲河道生态治理技术的不足，提供一种城市内河弯曲河道防侵蚀护岸结构布局与构建方法。
6.为了解决上述技术问题，本发明公开了一种城市内河弯曲河道防侵蚀护岸结构布局与构建方法，从空间上将河道划分为滞沙淤积碳汇绿化区、水土保持固岸防蚀区、缓流护坡园林休闲点缀区。
7.其中，所述滞沙淤积碳汇绿化区位于河道的凸岸处，水流冲刷力弱；所述水土保持固岸防蚀区位于滞沙淤积固碳绿化区对岸河道的凹岸处，水流冲刷力强；所述缓流护坡园林休闲点缀区为过渡区，其位于河道一侧的相邻两个滞沙淤积碳汇绿化区之间，或河道另一侧的相邻两个水土保持固岸防蚀区之间。
8.其中，所述滞沙淤积碳汇绿化区种植过滤水草、湿生灌木和耐水乔木，以此来削弱水力动能，对上游水流起滞留、缓能、淤积作用，同时提高河流湿地的固碳能力。
9.具体的，所述过滤水草为芦苇phragmites australis，湿生灌木为熊果梾木cornus amomum、圆锥梾木cornus racemosa、斜叶梾木cornus obliqua、互叶梾木cornus alternifolia、欧洲红瑞木cornus sanguinea中的任意一种或几种的组合，耐水乔木为水松glyptostrobus pensilis或落羽杉taxodium distichum中的任意一种或两种的组合。
10.具体的，所述过滤水草平行于水流方向自河岸临水面向外条状种植(即向a或b的方向种植)，密度80～100株/m2，宽度1～15m，呈下弦月形分布，弦长可用公式弦长＝2rsinθ粗略计算，其中r是半径，a是水道圆心角；湿生灌木种植于芦苇带的外围(即向a或b的方向种植)，俯视近梯形，上底长等同于芦苇带的弦长，下底为两腰长末端的连接线，腰长4～8m，下底长覆盖凸形的两缘，种植株行距1m
×
1.5m，宽度4～8行；耐水乔木紧接湿生灌木带状种植，株行距2m
×
3m，宽度一直延伸到外围(即向a或b的方向延伸)；林间顺应河流弯曲度蜿蜒铺设林荫景观道，宽度1.5～2m，林荫景观道路面为沥青混凝土基层，基层厚度15～20cm。
11.其中，所述水土保持固岸防蚀区自常水位起设置护坡防蚀砌块到固岸护坡坡顶，以此来抵御水力冲刷，防止岸坡崩塌，对水流起削浪、防蚀作用。
12.具体的，所述护坡防蚀砌块原材料为透水性混凝土，成品外型为槽状，护坡防蚀砌块包括第一壁、第二壁、内槽和底脊，内槽位于第一壁和第二壁之间，底脊位于第二壁的下方。
13.具体的，所述护坡防蚀砌块错峰构砌、彼此嵌合，即上方护坡防蚀砌块的底脊嵌入下方护坡防蚀砌块的内槽中，顶部护坡防蚀砌块内槽填土，用于种植连翘、素馨、木香、络石中的任意一种或几种组合的湿生草灌，同时结合土工措施构建生态空间。
14.具体的，所述土工措施是指固岸护坡坡顶设置有防护栏和透水园林堤路；防护栏由上杆、下杆和支撑组成，上杆和下杆平行分布；支撑连结上杆和下杆，基部每隔2～3m支撑穿过下杆凸出30cm，在末端5cm处均匀设有四个穿孔，设置连接地表固定器。
15.具体的，所述地表固定器由圆壁和底座组成，圆壁四周留有圆壁固定孔，底座为圆环体，圆壁下端连接底座内环，底座内环外是底座外环，底座上均匀分布底座固定孔，通过匹配的加长螺钉固定在河岸地表的混凝土路面上。
16.其中，所述缓流护坡园林休闲点缀区，通过配置五彩斑斓的景观花木和园林小品为河岸打造一个清新纳凉、四季赏景的休闲空间。
17.具体的，所述景观花木为喷雪花、绣线菊、木芙蓉、木槿、锦带花、牡丹栀子、山麻杆、矮生紫葳中的任意一种或几种的组合，按照1m
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2m的株行距片状混交品字形种植；所述园林小品为原木座凳、休闲秋千、时尚草屋、仿木纹步石中的任意一种或几种的组合。
18.具体的，所述原木座凳原材料为水杉，休闲秋千的立柱材料为槐木，时尚草屋的材料为稻草，仿木纹步石的材料为基配混凝土。
19.有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下优点：
20.(1)本发明综合运用了植物学、生态学、水力学原理，充分考虑了不同生态位植物的生态学要求，通过因地制宜地的格局划分和植物选配，为不同植物的栖息生存与生物学功能发挥创造条件，为城市河道构筑出一道道生态涵养和抗击侵蚀的绿色屏障，促使城市弯曲河道稳定延续、生态健康；
21.(2)本技术扬弃了城市河道治理过程中存在的结构单一化、植物简单化，坡面硬质化的一贯做法，基于城市弯曲河道的水力学特点和动力学理论，因地制宜地布局河岸植被
和护坡结构，在确保弯曲河道固土防蚀功能的前提下为城市河岸绿色植物的生存创造适生环境，有利于维持城市水岸带生物多样性稳定，同时有利于提高水岸带的碳汇功能，实现了城市水源区生态功能的多元化；
22.(3)在功能布局上，重视河岸园林景观的打造，在确保城市内河河道稳定、生态安全的同时，为城市居民提供一个清新、怡人的休憩空间，满足人们热爱自然、亲近自然、享受自然的实际需求，体现了以人为本的战略思想。
23.因此，本发明通过精心设计和植物配置，以适应当前城市化进程中城市弯曲河道生态整治和景观提升的需要，以满足城市园林对环境改造和河岸治理多元化的实际需求。为弯曲河道构建了多结构、多功能、园林化的河岸植被保护带，在有效抵御洪水灾害，缓解河岸污染侵蚀的同时，着力构建一个休闲、亲水、康养的水岸景观，具有生态、减灾、补绿、增汇的显著特征。
附图说明
24.图1为城市内河弯曲河道防侵蚀护岸结构布局示意图；
25.图2为城市内河弯曲河道水土保持固岸防蚀区设计断面图；
26.图3为护坡防蚀砌块断面图；
27.图4为护坡防蚀砌块侧视图；
28.图5为护坡防蚀砌块堆砌嵌合示意图；
29.图6为防护栏结构示意图；
30.图7为防护栏固定器结构示意图。
31.其中：滞沙淤积碳汇绿化区ⅰ、水土保持固岸防蚀区ⅱ、缓流护坡园林休闲点缀区ⅲ、过滤水草1、湿生灌木2、耐水乔木3、林荫景观道4、护坡防蚀砌块5、第一壁51、第二壁52、内槽53、底脊54、湿生草灌6、防护栏7、上杆71、下杆72、支撑73、透水园林堤路8、穿孔9、固定器10、圆壁101、圆壁固定孔102、底座103、底座固定孔104、底座内环105、底座外环106
具体实施方式
32.下面结合附图和具体实施方式对本发明做更进一步的具体说明，本发明的上述和/或其他方面的优点将会变得更加清楚。
33.如图1所示，一条城市内河弯曲河道，首先从空间上将河道防侵蚀护岸结构布局划分为滞沙淤积碳汇绿化区ⅰ、水土保持固岸防蚀区ⅱ和缓流护坡园林休闲点缀区ⅲ。
34.滞沙淤积碳汇绿化区ⅰ位于河道的凸岸处，水流冲刷力弱，通过密植过滤水草、湿生灌木和耐水乔木来削弱水力动能，对上游水流起滞留、缓能、淤积功能，同时提高河流湿地的固碳能力；水土保持固岸防蚀区ⅱ位于滞沙淤积固碳绿化区ⅰ对岸河道的凹岸处，水流冲刷力强，通过护坡防蚀砌块5的使用，抵御水力冲刷，防止岸坡崩塌，对水流起削浪、防蚀功能，同时结合土工措施的使用为人们提供一个亲水、幽静、怡人的生态空间；缓流护坡园林休闲点缀区ⅲ为过渡区，其位于河道一侧的相邻两个滞沙淤积碳汇绿化区ⅰ之间，或河道另一侧的相邻两个水土保持固岸防蚀区ⅱ之间，通过配置五彩斑斓的景观花木和园林小品为河岸打造一个清新纳凉、四季赏景的休闲空间。
35.在滞沙淤积碳汇绿化区ⅰ种植的过滤水草为单子叶植物芦苇，自河岸临水面向外
方依次种植，平行于水流方向条状密植(即向a或b的方向种植)，密度80～100株/m2，宽度1～15m，呈下弦月形分布，弦长可用公式弦长＝2rsinθ粗略计算，其中r是半径，a是水道圆心角。湿生灌木2种植熊果梾木、圆锥梾木、斜叶梾木、互叶梾木和欧洲红瑞木，种植于芦苇带1的外围(即向a或b的方向种植)，俯视近梯形，上底长等同于芦苇带的弦长，下底为两腰长末端的连接线，腰长4～8m，下底长覆盖凸形的两缘，种植株行距1m
×
1.5m，宽度4～8行；耐水乔木3种植水松、落羽杉，紧接着湿生灌木2带状种植，株行距2m
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3m，宽度一直延伸到外围(即向a或b的方向延伸)，林间自然式铺设林荫景观道4，宽度1.5～2m，路面为沥青混凝土基层，基层厚度15～20cm。
36.如图2～5所示，在水土保持固岸防蚀区ⅱ自常水位起应用“ч”形护坡防蚀砌块5错峰构砌、彼此嵌合到固坡护岸坡顶，即上方护坡防蚀砌块的底脊嵌入下方护坡防蚀砌块的内槽中。其中，护坡防蚀砌块5原材料为透水性混凝土，成品外型为槽状，长度为50～55cm，横截面为“ч”形，包括第一壁51、第二壁52、内槽53和底脊54，第一壁51、第二壁52、底脊54的宽度和内槽53的宽度均为10cm，第一壁51、第二壁52、底脊54的高度和内槽53的深度均为10cm，以实现彼此嵌合。在护坡防蚀砌块5顶部内槽53中填土，用于种植连翘、素馨、木香、络石等湿生草灌6。
37.如图6所示，在固坡护岸坡顶设置有防护栏7和透水园林堤路8等土工措施，防护栏7由上杆71、下杆72和支撑73组成，材质为304中空不锈钢，均为圆柱状，外径6cm，壁厚2～3mm，上杆71、下杆72平行分布，外型为波纹状，可无限延伸；支撑73高1.2～1.8m，连结上下两杆，基部每隔2～3m支撑73穿过下杆72凸出30cm，顶端5cm处四周均匀设有四个6mm的穿孔9，用于与地表适宜位置的固定器10连接固定。
38.如图7所示，固定器10包括圆壁101和底座103，圆壁101高10～15cm，内径6cm，壁厚2～3mm，四周留有固定孔102，孔径1～1.2cm；底座103为圆环体，环厚3～4mm，圆壁101下端连接底座内环105，底座内环105外是底座外环106，直径10～12cm，底座103上均匀分布有孔径1～1.2cm的固定孔104，通过匹配的加长螺钉固定在河岸地表的混凝土路面上。
39.在缓流护坡园林休闲点缀区ⅲ配置五彩斑斓的景观花木和园林小品，为河岸打造一个清新纳凉、四季赏景的休闲空间。景观花木由喷雪花、绣线菊、木芙蓉、木槿、锦带花、牡丹栀子、山麻杆、矮生紫葳等植物组成，按照1m
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2m的株行距片状混交品字形种植，形成四季花圃。园林小品包括原木座凳、休闲秋千、时尚草屋、仿木纹步石等，在缓流护坡园林休闲点缀区ⅲ随机布设，以满足周边居民游憩需求。其中，原木座凳原材料为水杉，休闲秋千的立柱材料为槐木，时尚草屋的材料为稻草，仿木纹步石的材料为基配混凝土。
40.本发明提供了一种城市内河生态赏景护岸结构的思路及方法，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。